Gwiazda zniknęła z pola widzenia. Czy to mogło być „zawiedzione supernowa”?

Niektóre masywne gwiazdy mogą zgasnąć cichcem, nie wydając żadnego dźwięku.

Gwiazda, która zniknęła z widoku, mogła być "nieskuteczną supernową", eksplozją gwiazdową, która zgasła zamiast całkowicie eksplodować, informuje nowe badanie. Jeśli faktycznie tak było, to "nieskuteczna supernowa" oznaczałaby narodziny czarnej dziury.

Pod koniec swojego życia masywne gwiazdy wybuchały w olśniewające wybuchy znane jako supernowe, rozpoczynając się, gdy jądro gwiazdy zawalało się. Ale czasem, podejrzewają naukowcy, brakuje wystarczającej siły do pełnego wybuchu, co powoduje, że gwiazda gaśnie bez fajerwerków.

Nigdy dotąd nie udało się jednoznacznie wykryć nieskutecznej supernowej. Ale teraz jest nowy kandydat. Światło widoczne ze gwiazdy, nadolbrzyma zauważonego w sąsiedniej galaktyce Andromeda, dramatycznie zbladło zaczynając się w 2016 roku, całkowicie znikało do 2023 roku, jak informują astrofizycy MIT Kishalay De i jego koledzy w artykule zgłoszonym do arXiv.org 18 października.

"To jest to, czego można się spodziewać [od nieskutecznej supernowej]. Masz coś tam, co jest jasne i świetliste i wygląda jak masywna gwiazda, a potem znika." - mówi astrofizyk Morgan Fraser, który nie brał udziału w badaniach.

Jednak odkrycie nie jest jeszcze jednoznaczne. "Istnieje wiele innych rzeczy... które mogą wyglądać trochę podobnie i wprowadzić w błąd" - mówi Fraser z University College Dublin. Na przykład chmury pyłu mogą owijać gwiazdy, przygłuszając je.

Inne zagadnienie: Naukowcy oczekują pewnych burzliwości od nieskutecznej supernowej, ponieważ zewnętrzne warstwy gwiazdy powinny się wydmuchać. Ale De i jego koledzy nie zauważyli żadnego światła widocznego. Aby wyjaśnić to, badacze sugerują, że gwiazda została wcześniej pozbawiona części zewnętrznej warstwy wodoru. De odmówił komentarza, ponieważ badanie nie zostało jeszcze poddane recenzji.

W nieskutecznej supernowej gwiazda umiera bez wybuchu (ilustrowane). Po tym, jak jądro gwiazdy zapada się w czarną dziurę, materiał pozostały po gwiazdę wpada do czarnej dziury, produkując poświecenie światłem podczerwonym.

Złapanie nieskutecznej supernowej na gorącym uczynku byłoby sukcesem astronomicznym. "Na razie jest to jedyny wykonalny sposób zobaczenia, jak tworzy się czarna dziura" - mówi astrofizyk Christopher Kochanek z Ohio State University.

Kochanek i jego koledzy wcześniej zgłosili możliwą nieskuteczną supernową. Ale naukowcy wciąż pracują nad wykluczeniem innych możliwych wyjaśnień. Obserwacje uzupełniające teleskopem kosmicznym Jamesa Webba, czyli JWST, pokazały blask podczerwieni, o którym poinformowali Kochanek i koledzy w czasopiśmie Astrophysical Journal z 20 lutego. To światło podczerwone mogłoby być emitowane przez resztki materii wpadającej do nowo utworzonej czarnej dziury. Albo mogłoby to być spowodowane czymś bardziej powszechnym niż nieskuteczna supernowa, na przykład przez złączenie się dwóch gwiazd i wzburzenie chmury pyłu.

Podobnie, od nowo otrzymanej znikniętej gwiazdy nadal wydobywa się blask podczerwony, chociaż światło widoczne zniknęło. Pozostawia to w podobnej lukie czy jest to nieskuteczna supernowa, czy nie. "Przy skąpych obserwacjach, które posiadamy... jest bardzo trudno odróżnić" - mówi astrofizyk Griffin Hosseinzadeh z University of California, San Diego, który nie brał udziału w badaniach.

Dodatkowe dane z JWST mogą pomóc ustalić pochodzenie obu rzekomych nieskutecznych supernowych. Naukowcy mogą także szukać promieni rentgenowskich, które mogą być wytwarzane, jeśli czarna dziura połyka materię. 

Zrozumienie ostatnich chwil życia gwiazd jest istotne, aby ustalić, skąd galaktyki czerpią swoje populacje czarnych dziur i gwiazd neutronowych - pozostałości o ultrawysokiej gęstości pozostawione po udanych supernowach. A śmierć gwiazd jest również ważna dla tego, jak wytworzone w gwiazdach pierwiastki są rozprzestrzeniane po kosmosie. 

Rzeczodawca Wiadomość

Ostatecznie naukowcy mają nadzieję, że będą w stanie przewidzieć ostateczny los gwiazdy. "Chcielibyśmy wiedzieć, czy w zależności od masy gwiazdy przy jej urodzeniu, czy stanie się supernową i utworzy gwiazdę neutronową, czy będzie porażką i utworzy czarną dziurę?" - mówi astrofizyk Stanford Woosley z University of California, Santa Cruz, który nie brał udziału w badaniu. "Cała idea narodzin czarnej dziury, jak to wygląda i jak różne masy gwiazd generują, to krytyczne kwestie."